橢圓星系是一種具有橢圓形狀、表面特徵幾乎平滑的星系類型。根據愛德溫·哈伯(Edwin Hubble)在1936年所著《星雲的領域》中,橢圓星系與螺旋星系及透鏡星系共同構成了星系的三個主要類別。這些橢圓星系通常由年老、低質量的恆星組成,並且星際介質稀疏,圍繞著大量的球狀星團。這些星系的恆星形成活動一般較少,但在與其他星系合併時,短暫的恆星形成事件可能會發生。
「橢圓星系通常被認為佔據了處於維爾戈超星系團中的10-15%。」
這些星系的大小範圍極大,從小型的矮橢圓星系(擁有數千萬顆恆星)到超巨型星系(擁有超過一百萬億顆恆星),使它們在星系集群中占據主導地位。愛德溫·哈伯最初認為橢圓星系會演變成螺旋星系,但後來發現這一假設並不正確。雖然某些氣體和小型星系的吸積可能在橢圓形結構周圍形成一個盤。
橢圓星系的特徵在於它們的星體運動較為隨機,並且缺乏明顯的形狀結構。這些星系的恆星年齡相對年輕的螺旋星系要大許多,並以暗紅色調為主。統計顯示,每個大型橢圓星系的中心都有一個超大質量黑洞,並且這些黑洞的質量與星系的質量呈高度相關。
「觀測結果顯示:橢圓星系與盤狀星系的動力學特性相似,這可能表明它們是由相同的物理過程形成的。」
這些星系在星系團和緊湊的星系組合中更為常見,而不同類型的橢圓星系,其結構和形成過程仍然存在著爭議。大部分橢圓星系缺乏氣體和塵埃,因此其恆星形成率低,普遍以年老的恆星群體為主。
橢圓星系的大小變化極大,直徑從3000光年到超過700,000光年,這個範圍是其他星系類型中不可比擬的。一些矮橢圓星系大小甚至接近球狀星團,但卻含有相當的暗物質。橢圓星系的Hubble分類系統使用一個數值來描述星系影像的延展程度,這取決於星系亮度輪廓的長短軸之比。
「對於一個球形星系,長軸與短軸相等,則該數值為0,Hubble類型是E0。」
不同之處在於,需要考慮觀測視角如何影響這些星系真正的結構。某些被歸類為E0型的星系實際上可能呈現出較長的形狀。根據星系中恆星的運動方向,專家對橢圓星系進行了進一步的分類,將其劃分為更具「盒子形狀」或「圓盤形狀」的子類型。
在近年的觀測中,研究人員發現一部分早期類型的星系仍然擁有殘餘的氣體,此氣體可用於恆星形成。雖然橢圓星系的恆星形成率普遍較低,卻有資料指出這些黑洞可能會抑制氣體的冷卻過程,進而限制恆星的生成。
對於橢圓星系的深入理解,對天文学界的星系演化研究至關重要。這些星系的特性不僅有助於解釋它們與螺旋星系的關係,同時也提供了關於大尺度結構和宇宙演化的重要線索。在未來的研究中,如何更好地理解橢圓星系的形成及其與其他星系的相互作用,將是科學家們面臨的重要課題。這些星系,不僅是宇宙籌碼的一部分,還承載著無數的歷史和秘密,我們真的能完全理解它們的全貌嗎?